西門子S7-200 SMART PLC模塊
概述
西門子公司一直致力于工業(yè)自動化技術的研發(fā)、推廣及應用,在過去的 160 多年里,為廣大的工業(yè)客戶帶來了可靠高效的自動化產品,完善的自動化解決方案,提高了客戶的生產效率,增強了客戶的市場競爭力。
西門子 SIMATIC 控制器系列是一個完整的產品組合,包括從基本的智能邏輯控制器LOGO!以及 S7 系列高性能可編程控制器,再到基于 PC 的自動化控制系統(tǒng)。無論多么嚴苛的要求,它都能根據具體應用需求及預算,靈活組合、定制,并一一滿足。
SIMATIC S7-200 SMART 是西門子公司經過大量市場調研,為中國客戶量身定制的一款高性價比小型 PLC 產品。結合西門子 SINAMICS 驅動產品及 SIMATIC 人機界面產品,以 S7-200 SMART 為核心的小型自動化解決方案將為中國客戶創(chuàng)造更多的價值。
SIMATIC S7-200 SMART 產品亮點:
- 機型豐富,更多選擇
提供不同類型、I/O 點數豐富的CPU 模塊,單體I/O 點數可達60 點,可滿足大部分小型自動化設備的控制需求。另外,CPU 模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇,對于不同的應用需求,產品配置更加靈活,大限度的控制成本。 - 選件擴展,精確定制
新穎的信號板設計可擴展通信端口、數字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下,信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置,提升產品的利用率,同時降低用戶的擴展成本。 - 高速芯片,性能
配備西門子高速處理器芯片,基本指令執(zhí)行時間可達0.15 μs,在同級別小型PLC 中遙遙。一顆強有力的“芯”,能讓您在應對繁瑣的程序邏輯,復雜的工藝要求時表現的從容不迫。 - 以太互聯,經濟便捷
CPU 模塊本體標配以太網接口,集成了強大的以太網通信功能。一根普通的網線即可將程序下載到PLC 中,方便快捷,省去了編程電纜。通過以太網接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計算機進行通信,輕松組網。 - 三軸脈沖,運動自如
CPU 模塊本體多集成3 路高速脈沖輸出,頻率高達100 kHz,支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式,可自由設置運動包絡。配以方便易用的向導設置功能,快速實現設備調速、定位等功能。 - 通用SD 卡,方便下載
本機集成Micro SD 卡插槽,使用市面上通用的Micro SD 卡即可實現程序的更新和PLC 固件升級,極大地方便了客戶工程師對終用戶的服務支持,也省去了因PLC 固件升級返廠服務的不便。 - 軟件友好,編程高效
在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎上,融入了更多的人性化設計,如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。在體驗強大功能的同時,大幅提高開發(fā)效率,縮短產品上市時間。 - 完美整合,無縫集成
SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器,SIMATIC SMART LINE 觸摸屏和SINAMICSV20 變頻器完美整合,為OEM 客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案,滿足客戶對于人機交互、控制、驅動等功能的需求。
設計
S7-200 SMART 帶來兩種不同類型的CPU 模塊:
- 標準型
- 繼電器輸出型(SR20 / SR40 / SR60)
- 晶體管輸出型(ST40 / ST60)
- 經濟型
- 繼電器輸出型(CR40)
標準型作為可擴展CPU 模塊,可滿足對I/O 規(guī)模有較大需求,邏輯控制較為復雜的應用;而經濟型CPU 模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。具有:
- 以太網接口
- RS485 串口
- 支持 Micro SD 卡
- 高速計數
- I/O 模塊擴展 1)
- 信號板擴展 1)
- 實時時鐘 1)
- 高速脈沖輸出 2)
1) 僅有標準型 CPU 模塊支持 2) 只有標準型、晶體管輸出型才支持
型號 | CR40 | SR20 | SR40 | SR60 | ST40 | ST60 |
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高速計數 | 4 路 30 kHz | 4 路 60 kHz | 4 路 60 kHz | 4 路 60 kHz | 4 路 60 kHz | 4 路 60 kHz |
高速脈沖輸出 | - | - | - | - | 3 路 100 kHz | 3 路 100 kHz |
通信端口 | 2 | 2 ~ 3 | 2 ~ 3 | 2 ~ 3 | 2 ~ 3 | 2 ~ 3 |
大開關量 I/O 3) | 40 | 148 | 168 | 188 | 168 | 188 |
大模擬量 I/O 3) | - | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
3) 不包括信號板擴展的I/O
信號板
對于少量的 I/O 點數擴展及更多通信端口的需求,全新設計的信號板能夠提供更加經濟、靈活的解決方案。
信號板基本信息:
型號 | 規(guī)格 | 描述 |
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SB DT04 | 2DI/2DO 晶體管輸出 | 提供額外的數字量I/O 擴展,支持2 路 數字量輸入和2 路數字量晶體管輸出 |
SB AQ01 | 1AO | 提供額外的模擬量I/O 擴展,支持1 路 模擬量輸出,精度為12 位 |
SB CM01 | RS232/RS485 | 提供額外的RS232 或RS485 串行通信接 口,在軟件中簡單設置即可實現轉換 |
信號板組態(tài):
在系統(tǒng)塊選擇標準型CPU模塊后,SB選項里會出現上述三種信號板:
- 選擇SB DT04 時,系統(tǒng)自動分配I7.0 和Q7.0 做為I/O 映像區(qū)的起始位
- 選擇SB AQ01 時,系統(tǒng)自動分配AQW12 做為I/O 映像區(qū)
- 選定SB CM01 時,在端口類型設置框里選擇RS232 或RS485 即可
功能
網絡通信
S7-200 SMART CPU 模塊本體集成1 個以太網接口和1 個RS485 接口,通過擴展CM01 信號板,其通信端口數量多可增至3 個??蓾M足小型自動化設備連接觸摸屏、變頻器等第三方設備的眾多需求。
- 以太網通信
所有CPU 模塊標配以太網接口,支持西門子S7 協(xié)議、TCP/IP 協(xié)議、有效支持多種終端連接:- 可作為程序下載端口(使用普通網線即可)
- 與SMART LINE HMI 進行通信
- 通過交換機與多臺以太網設備進行通信,實現數據的快速交互
- 多支持4 個設備通信
- 串口通信
S7-200 SMART CPU 模塊均集成1 個RS485 接口,可以與變頻器、觸摸屏等第三方設備通信。如果需要額外的串口,可通過擴展CM01 信號板來實現,信號板支持RS232/RS485 自由轉換,多支持4 個設備。串口支持下列協(xié)議:
- 與上位機的通信
通過PC Access,操作人員可以輕松通過上位機讀取S7-200 SMART 的數據,從而實現設備監(jiān)控或者進行數據存檔管理。
(PC Access 是專門為S7-200 系列PLC 開發(fā)的OPC 服務器協(xié)議,專門用于小型PLC 與上位機交互的OPC 軟件)
運動控制
三軸 100 kHz 高速脈沖輸出,完美實現精確定位.
- 運動控制基本功能
- 標準型晶體管輸出CPU 模塊,ST40/ST60 提供3 軸100 kHz 高速脈沖輸出,支持PWM(脈寬調制)和PTO 脈沖輸出
- 在PWM 方式中,輸出脈沖的周期是固定的,脈沖的寬度或占空比由程序來調節(jié),可以調節(jié)電機速度、閥門開度等
- 在PTO 方式(運動控制)中,輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式,包括自動尋找原點,可實現對步進電機或伺服電機的控制,達到調速和定位的目的
- CPU 本體上的Q0.0,Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出,均可通過向導設置完成上述功能
- PWM 和運動控制向導設置
為了簡化您應用程序中位控功能的使用,STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向導可以生成位控指令,您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制。
PWM 向導設置根據用戶選擇的PWM 脈沖個數, 生成相應的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
運動控制向導多提供3 軸脈沖輸出的設置,脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調。
- 運動控制功能特點
- 提供可組態(tài)的測量系統(tǒng),輸入數據時既可以使用工程單位(如英寸或厘米),也可以使用脈沖數
- 提供可組態(tài)的反沖補償
- 支持、相對和手動位控模式
- 支持連續(xù)操作
- 提供多達32 組運動動包絡,每組包絡多可設置16 種速度
- 提供4 種不同的參考點尋找模式,每種模式都可對起始的尋找方向和終的接近方向進行選擇
- 運動控制的監(jiān)控
為了幫助用戶開發(fā)運動控制方案,STEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡組態(tài)的設置使用戶在開發(fā)過程的啟動和測試階段就能輕松監(jiān)控運動控制功能的操作。- 使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確,可以調整組態(tài)數據并測試每個移動包絡
- 顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向,以及輸入和輸出LED(脈沖LED 除外)的狀態(tài)
- 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設置
編程
人性化軟件,提升編程效率
STEP 7- Micro/WIN SMART 是專門為S7-200 SMART 開發(fā)的編程軟件,能在Windows XP SP3/Windows 7 上運行,支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 編程理念的同時,更多的人性化設計使編程更容易上手,項目開發(fā)更加高效。
- 全新菜單設計
摒棄了傳統(tǒng)的下拉式菜單,采用了新穎的帶狀式菜單設計,所有菜單選項一覽無余,形象的圖標顯示,操作更加方便快捷。
雙擊菜單即可隱藏,給編程窗口提供更多的可視空間。
- 全移動式窗口設計
軟件界面中的所有窗口均可隨意移動、并提供八種拖拽放置方式。
主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習慣進行組合,大限度的提高編程效率。
- 變量定義與程序注釋
用戶可根據工藝需求自定義變量名,并且直接通過變量名進行調用,*享受高級編程語言的便利。根據實現的功能,特殊功能寄存器調用后自動命名,更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能,能為程序塊、編程網絡、變量添加注釋,大幅提高程序的可讀性。當鼠標移動到指令塊時,自動顯示各管腳支持的數據類型。
- 強大的密碼保護
STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護,同時對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護,滿足用戶對密碼保護的不同需求,完美保護用戶的知識產權。
STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實現三重保護:包括為為工程、POU(程序組織單元)、數據頁設置密碼,只有授權的用戶才能查看并修改相應的內容。
編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權限密碼保護。
- 新穎的設置向導
STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向導設置功能,只需按照向導提示設置每一步的參數即可完成復雜功能的設定。新的向導功能允許用戶直接對其中某一步的功能進行設置,修改已設置的向導便無需重新設置每一步。
向導設置支持以下功能:
• HSC(高速計數)
• 運動控制
• PID
• PWM(脈寬調制)
• 文本顯示
- 狀態(tài)監(jiān)控
在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態(tài)圖中,可監(jiān)測PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當前值,同時可對每路通道進行強制輸入操作來檢驗程序邏輯的正確性。
狀態(tài)監(jiān)測值既能通過數值形式,也能通過比較直觀的波形圖來顯示,二者可相互切換。
另外,對PID 和運動控制操作,STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對設備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
- 便利的指令庫
在PLC 編程中,一般將多次反復執(zhí)行的相同任務編寫成一個子程序,將來可以直接調用。使用子程序可以更好地組織程序結構,便于調試和閱讀。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能,將子程序轉化成指令塊,與普通指令塊一樣,直接拖拽到編程界面就能完成調用。指令庫功能提供了密碼保護功能,防止庫文件被隨意查看或修改。
另外,西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫,均可輕松添加到軟件中。
技術規(guī)范
電磁兼容性 — 抗擾度符合 EN61000-6-2 |
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EN 61000-4-2 靜電放電 | 8 kV,對所有表面的空中放電 6 kV,對暴露導電的表面接觸放電 |
EN 61000-4-3 輻射,無線電頻率,電磁場抗擾度測試 | 80 ~ 1000 MHz,10 V/m,1 kHz 時 80% AM 1.4 ~ 2.0 GHz,3 V/m,1 kHz 時 80% AM 2.0 ~ 2.7 GHz,1 V/m,1 kHz 時 80% AM |
EN 61000-4-4 快速瞬變脈沖 | 2 kV,5 kHz,— AC 和 DC 系統(tǒng)電源的耦合網絡 2 kV,5 kHz,— I/O 的耦合夾 |
EN 61000-4-5 浪涌抗擾度 | AC 系統(tǒng) — 2 kV 共模,1 kV 差模 DC 系統(tǒng) — 2 kV 共模,1 kV 差模 對于 DC 系統(tǒng)(I/O 信號、DC 電源系統(tǒng)),需要外部保護 |
EN61000-4-6 傳導干擾 | 150 kHz ~ 80 MHz,10 V RMS,1 kHz 時 80% AM |
EN61000-4-11 電壓驟降 | AC 系統(tǒng) 60 Hz 時,0% 持續(xù) 1 個周期、40% 持續(xù) 12 個周期和 70% 持續(xù) 30 個周期 |
電磁兼容性 — 傳導和輻射發(fā)射符合 EN 61000-6-4 |
傳導發(fā)射 EN55001、A 類,組 1 0.15 MHz ~ 0.5 MHz 0.5 MHz ~ 5 MHz 5 MHz ~ 30 MHz | < 79 dB(¡V)準峰值;< 66 dB(¡V)平均值 < 73 dB(¡V)準峰值;< 60 dB(¡V)平均值 < 73 dB(¡V)準峰值;< 60 dB(¡V)平均值 |
輻射 EN55001、A 類,組 1 30 MHz ~ 230 MHz 230 MHz ~ 1 GHz | < 40 dB(¡V/m)準峰值;在 10 m 處測得 < 47 dB(¡V/m)準峰值;在 10 m 處測得 |
環(huán)境條件 — 運輸和存儲 |
EN60068-2-2,測試 Bb,干熱和 EN60068-2-1,測試 Ab,寒冷 | -40°C ~ 70°C |
EN60068-2-30,測試 Db,濕熱 | 25°C ~ 55°C / 濕度 95% |
EN60068-2-14 測試 Na,溫度驟變 | -40°C ~ 70°C,停留時間 3 小時,5 個周期 |
EN60068-2-32,自由落體 | 0.3 m,5 次,產品包裝 |
大氣壓 | 1080 ~ 660 hPa(相當于海拔 -1000 ~ 3500 m) |
環(huán)境條件 — 工作 |
環(huán)境溫度范圍(設備下部 25 mm 進風距離) | 0°C ~ 55°C,水平安裝 0°C ~ 45°C,垂直安裝 濕度 95%,不結露 |
大氣壓 | 1080 ~ 795hPa(相當于海拔 -1000 ~ 2000m) |
污染物濃度 | SO2:< 0.5 ppm;H2S:< 0.1ppm;RH < 60%,不結露 |
EN 60068-2-14,測試 Nb,溫度變化 | 5°C ~ 55°C,3°C/分鐘 |
EN 60068-2-27 機械沖擊 | 15 G,11 ms 脈沖,3 個軸向上 6 次沖擊 |
EN 60068-2-6 正弦振動 | DIN導軌安裝:5 ~ 9 Hz 時 3.5 mm,9 ~ 150 Hz 時 1 G 面板安裝:5 ~ 9 Hz 時 7.0 mm,9 ~ 150 Hz 時 2 G 每個軸 10 次擺動,每分 1 倍頻程 |
高電位絕緣測試 |
24 V/5 V 標稱電路間 | 520 V DC(光隔離邊界的型式測試) |
115/230 V 電路對地 | 1500 V AC 常規(guī)測試/1950 V DC 型式測試 |
115/230 V 電路對 115/230 V 電路 | 1500 V AC 常規(guī)測試/1950 V DC 型式測試 |
115/230 V 電路對 24 V/5 V 電 | 1500 V AC 常規(guī)測試/3250 V DC 型式測試 |
以太網端口對 24 V/5 V 電路和接 | 1500 V AC(僅限型式測試) |
西門子S7-200 SMART PLC模塊